Номер 2, страница 110 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 6. Электрический заряд. Электрическое поле. Параграф 30. Однородное электрическое поле. Работа сил однородного электрического поля. Задания и упражнения - номер 2, страница 110.

Условие.

2. Модуль напряжённости однородного электрического поля (см. рис. 81) равен $10^3$ Н/Кл. Положительный заряд, равный по модулю $2 \cdot 10^{-5}$ Кл, движется из точки 1 в точку 2. Найдите работу силы, действующей на заряд, если расстояние между точками равно 2 см.

Рис. 81

Решение.

Дано:

Модуль напряженности электрического поля $E = 10^3$ Н/Кл

Величина положительного заряда $q = 2 \cdot 10^{-5}$ Кл

Расстояние между точками $d = 2$ см

Перевод в систему СИ:
$d = 2 \text{ см} = 0.02 \text{ м} = 2 \cdot 10^{-2}$ м

Найти:

$\text{A}$ - работа силы, действующей на заряд.

Решение:

Работа $\text{A}$ силы, действующей на заряд $\text{q}$ в однородном электрическом поле при его перемещении на расстояние $\text{d}$, определяется по формуле:

$A = F \cdot d \cdot \cos(\alpha)$

где $\text{F}$ – сила, действующая на заряд, $\text{d}$ – модуль перемещения, $\alpha$ – угол между вектором силы и вектором перемещения.

Сила, с которой электрическое поле действует на заряд, равна:

$F = q \cdot E$

Поскольку заряд $\text{q}$ положительный, направление силы $\vec{F}$ совпадает с направлением вектора напряженности электрического поля $\vec{E}$.

Из рисунка видно, что заряд движется из точки 1 в точку 2, то есть в том же направлении, что и вектор напряженности $\vec{E}$. Следовательно, направление силы и направление перемещения совпадают, и угол между ними $\alpha = 0^\circ$. Косинус этого угла равен $\cos(0^\circ) = 1$.

Таким образом, формула для работы принимает вид:

$A = q \cdot E \cdot d$

Подставим числовые значения в систему СИ и произведем расчет:

$A = (2 \cdot 10^{-5} \text{ Кл}) \cdot (10^3 \text{ Н/Кл}) \cdot (2 \cdot 10^{-2} \text{ м}) = 4 \cdot 10^{-4} \text{ Дж}$

Ответ: $4 \cdot 10^{-4}$ Дж.